Як забезпечується точний останов рухомих вузлів верстатів

У схемах автоматизації роботи верстатів, установок і машин принципове значення має питання про точність зупинки пересуваються вузлів верстатів за допомогою путніх тумблерів. У ряді випадків від цього залежить точність виробництва деталі.

Точність зупинки знаходиться в залежності від:

1) пристрої питного виключателя-

2) ступеня його ізноса-

3) стану його контактів-

4) точності виробництва кулачка, що впливає на путньої тумблер-

5) точності установки кулачка-

6) шляху, пройденого інвентарем за час спрацьовування апаратів релейно-контакторного управління-

7) величини переміщення інструменту, обумовленого силами інерції ланцюга подачі-

8) недостатньо чіткого узгодження початкових положень ріжучого інструменту, вимірювального пристрою і путнього командоаппарата-

9) жорсткості технологічної системи верстат - пристосування - інструмент - деталь

10) величини припуску і параметрів оброблюваного матеріалу.

Причини, позначені в п. 1 - 5, визначають похибка Δ1 обумовлену некоректністю подачі командного імпульса- причини, відмічені в пп. 6 і 7, похибка Δ2 розміру внаслідок некоректності у виконанні команди-фактор, наведений в п. 8, - похибка Δ3 узгодження початкових положень ріжучого і вимірювального інструментів і командного елементу устройства- причини, зазначені в п. 9 і 10, визначають похибка Δ4 , що виникає в кожному верстаті внаслідок пружних деформацій, що викликаються в технологічній системі силами різання.

Сумарна похибка Δ = Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4.

Сумарна похибка, так само як і її складові, не є постійною величиною. Будь-яка з похибок містить періодичну (номінальну) і випадкову помилки. Періодична помилка є постійною величиною і може бути врахована в процесі налагодження. Що стосується випадкових помилок, то вони викликаються випадковими коливаннями напруги, частоти, сил тертя, температури, впливом вібрацій, зносу і т. Д.

Для забезпечення високої точності зупинки похибки прагнуть як може бути зменшити і стабілізувати. Одним з методів зменшення похибки Δ1 є збільшення точності спрацьовування путніх тумблерів і зменшення величини ходу штовхачів. Наприклад, микропереключатели в порівнянні з іншими порожнім ним стане тумблерами, використовуваними в верстатобудуванні, відрізняються більшою точністю спрацьовування.

Ще більша точність спрацьовування може бути досягнута впровадженням електроконтактних головок, які використовуються для контролю розмірів деталей. Точність установки кулачків, що впливають на путні тумблери, також може бути підвищена застосуванням мікрометричних гвинтів, оптичного візування і т. Д.

Похибка Δ2, як було зазначено, знаходиться в залежності від шляху, пройденого ріжучим інвентарем після подачі команди. Коли путньої тумблер спрацьовує під дією натискає на нього упору в певній точці, то відпадає контактор, на що потрібен якийсь час, протягом якого пересувається вузол верстата продовжує пересуватися на ділянці 1 - 2 з колишньою швидкістю. При цьому коливання швидкості викликають зміну величини пройденого шляху. Після виключення електродвигуна контактором відбувається уповільнене рух системи за інерцією. При цьому система проходить шлях на ділянці 2 - 3.

Мал. 1. Схема чіткого зупинки

Момент опору Мс в ланцюгах подачі створюється в головному силами тертя. За час руху по інерції цей момент фактично не змінюється. Кінетична енергія системи при русі по інерції повністю дорівнює роботі моменту Мс (приведеного до валу електродвигуна) на кутовому шляху φ вала двигуна, відповідному руху системи за інерцією: Jω2 / 2 = Mcφ, звідси φ = Jω2 / 2мс

Знаючи передавальні справи кінематичного ланцюга, нескладно знайти величину лінійного переміщення поступально рухається вузла верстата.

Момент опору в ланцюгах подачі, як було зазначено вище, знаходиться в залежності від сили тяжіння вузла, стану поверхонь, що труться, кількості, якості і температури мастила. Коливання цих змінних причин викликають значні зміни величини Мс, а як слід, і шляхи 2 - 3. Керовані порожнім ним стане тумблерами контактори теж мають розкид значень часу спрацьовування. Крім того, швидкість руху також може дещо змінюватися. Все це призводить до розкиду положень точки зупину 3.

Для зменшення шляху руху по інерції необхідно зменшити швидкість руху, маховою момент системи і збільшити гальмуючий момент. Більш дієвим є зниження швидкості приводу перед зупинкою. При цьому різко зменшуються кінетична енергія рухомих мас і величина переміщення по інерції.

Зниження швидкості подачі зменшує і шлях, прохідний за час спрацьовування апаратів. Але зменшення подачі під час обробки зазвичай неприпустимо, тому що воно призводить до зміни даного режиму і чистоти поверхні. Тому зниження швидкості електроприводу частіше використовують при настановних переміщеннях. Швидкість електродвигуна знижують різними методами. А саме, використовують спеціальні схеми, що забезпечують так звані повзучі швидкості.

Основну частину моменту інерції ланцюга подачі становить момент інерції ротора електродвигуна, тому при виключенні електродвигуна ротор його доцільно механічно відокремити від решти кінематичного ланцюга. Це створюють зазвичай засобом електричної муфти. При цьому останов відбувається дуже стрімко, тому що ходовий гвинт має малозначним моментом інерції. Точність зупинки в даному випадку визначається в головному величиною зазорів між елементами кінематичного ланцюга.

Для зростання гальмівного моменту використовують електронне гальмування електродвигунів, також механічне гальмування засобом електричних муфт. Більш висока точність зупинки може бути досягнута за допомогою впровадження жорстких упорів, механічно припиняють рух. Недоліком в даному випадку є значні сили, що виникають в частинах системи при зіткненні з жорстким упором. Ці два види гальмування використовують разом з первинними перетворювачами, які відключають привід, коли тиск на упор досягне певної величини. Чіткий останов засобом низьковольтних електроупоров схематично представлений на рис. 2.

Мал. 2. Схеми чіткого зупинки

Пересувається вузол А верстата зустрічає на своєму шляху жорсткий упор 4. Головка цього упору ізольована від станини верстата, і при зіткненні з нею вузла А замикається ланцюг вторинної обмотки трансформатора Тр. При цьому спрацьовує проміжне реле Р, яке відключає двигун. Тому що в цьому випадку станина верстата заходить в електронну ланцюг, то напруга ланцюга знижують трансформатором Тр до 12 - 36 В. Значну труднощі представляє підбір матеріалу, ізолюючого головку електроупора. Він повинен бути досить жорстким, щоб зберегти розмір, і разом з тим повинен витримувати значні ударні навантаження упору 4.

Можна застосувати також жорсткий механічний упор і путньої тумблер, що відключає електродвигун, коли до зіткнення вузла з упором залишається кілька дещицею мм, при цьому рух до упору закінчується за інерцією. При цьому потрібно мати на увазі, що сили тертя незмінні, і при дуже ранньому виключенні електродвигуна порожнім ним стане тумблером вузол може не дійти до упору, а при пізньому - відбудеться удар об упор.

Для особливо чітких настановних переміщень використовують фіксатор, керований електромагнітом. В даному випадку при русі столу А спочатку спрацьовує путньої тумблер 1ПВ, який перемикає електродвигун на роботу зі зниженою швидкістю. З цією швидкістю гніздо 6 підходить до фіксатора 7. При западанні фіксатора 7 спрацьовує путньої тумблер 2ПВ і відключає електродвигун від мережі. При включенні котушки електромагніту 8 фіксатор виводиться з гнізда.

Необхідно підкреслити, що відносна складність чіткого зупинки пересуваються частин верстата засобами путньої електроавтоматики примушує в багатьох випадках використовувати гідравлічні системи. При цьому відносно просто досягаються низькі швидкості, і рухливий вузол може тривалий час залишатися притиснутим до запеклого упору. Для чіткого зупинки при швидкому повороті частин верстатів нерідко вживають передачі типу мальтійського хреста і фіксатори.

Школа для електрика